SCR脫硝過程中硫酸氫銨的形成機(jī)理與調(diào)控.pdf

1、為了控制NOx的排放，《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB132323-2011）規(guī)定，燃煤電廠中NOx的排放量控制在100mg/m3。以NH3或尿素為還原劑的選擇性催化還原法（SCR）是減少氮氧化物最為有效的技術(shù)之一。商業(yè)SCR催化劑中V2O5含量通常在0-4％。由于在煙氣脫硝的過程中，V2O5催化劑在催化還原NOx的同時(shí)，也使煙氣中部分SO2（0.75%～1.5%）氧化成SO3，進(jìn)而與SCR脫硝過程中未完全反應(yīng)的氨在一定的反應(yīng)條件下生

2、成硫酸氫銨（ABS），ABS可以在催化劑表面及SCR反應(yīng)器的下游設(shè)備和管道上沉積，引起堵塞、腐蝕和阻力上升等問題。但由于ABS形成研究方面的困難，目前國(guó)內(nèi)尚缺乏關(guān)于ABS形成機(jī)理的探討，對(duì)影響ABS形成因素也缺乏詳細(xì)認(rèn)識(shí)，由于認(rèn)識(shí)上的障礙以及國(guó)外脫硝公司的技術(shù)壁壘，導(dǎo)致很多電力企業(yè)盲目實(shí)施空預(yù)器改造，并多次發(fā)生催化劑過早失活，脫硝效率下降等問題，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響了電力企業(yè)節(jié)能減排工作的推進(jìn)。特別是當(dāng)前對(duì)NOx控制更加嚴(yán)厲，

3、SCR經(jīng)常在低負(fù)荷條件下運(yùn)行，而SCR的最低運(yùn)行溫度取決于ABS的露點(diǎn)，因此，了解ABS的形成規(guī)律以及露點(diǎn)就變得非常重要。
　　本文在深入研究ABS的形成機(jī)理的基礎(chǔ)上，利用自行設(shè)計(jì)的ABS形成試驗(yàn)臺(tái)，研究ABS的形成規(guī)律，得出ABS的形成是溫度和濃度的函數(shù)。ABS的形成溫度在220～261℃范圍內(nèi)，且ABS形成溫度隨著反應(yīng)物濃度的增大而升高。具體溫度與NH3和H2SO4的濃度有關(guān)，且二者濃度乘積越大，ABS的形成溫度越高。有關(guān)AB

4、S與空預(yù)器飛灰反應(yīng)特性方面，表征結(jié)果顯示，摻雜ABS（ABS與飛灰質(zhì)量比為1:50）后，粒徑明顯增大，這說明摻雜ABS后明顯改變了飛灰的形貌特征，而且除了原飛灰樣中原有的礦物相還檢測(cè)出了Fe2(SO4)3和Na2SO4。比電阻測(cè)試結(jié)果顯示，摻雜一定量的ABS會(huì)降低飛灰的比電阻，增強(qiáng)了電除塵器捕捉飛灰的能力。XPS光電子能譜分析結(jié)果顯示，摻雜ABS后，ABS會(huì)與飛灰中的Na2O反應(yīng)形成Na2SO4。通過分析失重法測(cè)腐蝕速度和動(dòng)電位極化曲線

5、法實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，碳鋼和不銹鋼在各種不同濃度的ABS和硫酸溶液中的腐蝕過程相似，說明ABS具有酸的特質(zhì)，具有很強(qiáng)的腐蝕性，且腐蝕機(jī)理類似硫酸。通過對(duì)在兩種濃度ABS溶液中浸泡兩個(gè)月的碳鋼和不銹鋼的表層腐蝕產(chǎn)物膜進(jìn)行SEM/EDS分析和XPS分析，得到了腐蝕產(chǎn)物膜中的元素成分以及化合態(tài)，最終確定了腐蝕產(chǎn)物的種類有Fe2O3、FeOOH、Fe3O4和鐵的硫酸鹽等。以此為基礎(chǔ)，本文評(píng)估了ABS對(duì)SCR后主要設(shè)備的影響，并從主動(dòng)調(diào)控和被動(dòng)調(diào)控兩個(gè)